微波爐控制設備、方法及微波爐與流程

本發明涉及微波技術領域，具體地，涉及一種微波爐控制設備、微波爐控制方法及包含所述微波爐控制設備的微波爐。

背景技術：

微波是一種電磁波，微波爐是一種用微波加熱食品的現代化烹調灶具。微波爐由電源、磁控管、控制電路和烹調腔等部分組成。電源向磁控管提供大約4000伏高壓，磁控管在電源激勵下，連續產生微波，再經過波導系統，耦合到烹調腔內，從而加熱食物。微波爐的功率范圍一般為500～1000瓦。

現有微波爐是采用磁控管發射微波，從而利用該微波加熱食物。在測試微波爐的輸出能量時，常規的辦法是根據IEC標準，在單位時間內對標準負載進行加熱，然后根據標準負載的溫升計算負載吸收的能量。最后經過計算得到單位時間內微波爐的輸出能量。

然而，本申請發明人在實現本發明的過程中發現上述測試微波爐的輸出能量存在以下缺陷：1)現有微波爐在工作時，不能計算輸出的微波能量；2)現有微波爐并不能對磁控管輸出的微波能量進行精確的計算，其需要借助標準負載的溫升來間接計算磁控管輸出的微波能量。

技術實現要素：

本發明實施例的目的是提供一種微波爐控制設備、微波爐控制方法及包含所述微波爐控制設備的微波爐，其可在微波爐工作期間準確計算微波爐輸出的微波能量并根據該微波能量對該微波爐進行控制。

為了實現上述目的，本發明實施例提供一種微波爐控制方法，該方法包括：確定所述微波爐內待加熱食物所需吸收的能量；控制所述微波爐對所述待加熱食物進行加熱；檢測所述微波爐的入射功率；檢測所述微波爐的反射功率；根據所述入射功率及反射功率，計算所述微波爐累計輸出的微波能量；以及在所述累計輸出的微波能量達到所述待加熱食物所需吸收的能量的情況下，控制所述微波爐停止加熱。

可選的，根據以下公式確定所述微波爐內待加熱食物所需吸收的能量：

Q＝cmΔt

其中，Q為待加熱食物所需吸收的熱量；c為所述待加熱食物的比熱容；Δt為所述待加熱食物的溫升；及m為所述待加熱食物的重量。

可選的，根據以下公式確定所述微波爐累計輸出的微波能量：

累計輸出的微波能量＝(單位時間內的入射功率之和-單位時間內的反射功率之和)×加熱時間

所述單位時間內的入射功率之和指代所述微波爐內所有微波源單位時間內的輸出功率之和；所述單位時間內的反射功率之和指代所有所述微波源單位時間內接收到從腔體反射回來的功率之和。

可選的，對單位時間內的入射功率及反射功率進行采樣并取平均值，以作為該單位時間內的入射功率及反射功率。

可選的，所述單位時間越短越好。

相應的，本發明還提供一種微波爐控制設備，該設備包括：入射功率檢測裝置，用于檢測所述微波爐的入射功率；反射功率檢測裝置，用于檢測所述微波爐的反射功率；以及控制裝置，用于執行以下操作：確定所述微波爐內待加熱食物所需吸收的能量；控制所述微波爐對所述待加熱食物進行加熱；根據所述入射功率及反射功率，計算所述微波爐累計輸出的微波能量；以及在所述累計輸出的微波能量達到所述待加熱食物所需吸收的能量的情況下，控制所述微波爐停止加熱。

可選的，所述控制裝置根據以下公式確定所述微波爐內待加熱食物所需吸收的能量：

Q＝cmΔt

其中，Q為待加熱食物所需吸收的熱量；c為所述待加熱食物的比熱容；Δt為所述待加熱食物的溫升；及m為所述待加熱食物的重量。

可選的，所述控制裝置根據以下公式確定所述微波爐累計輸出的微波能量：

累計輸出的微波能量＝(單位時間內的入射功率之和-單位時間內的反射功率之和)×加熱時間

所述單位時間內的入射功率之和指代所述微波爐內所有微波源單位時間內的輸出功率之和；所述單位時間內的反射功率之和指代所有所述微波源單位時間內接收到從腔體反射回來的功率之和。

可選的，所述控制裝置對單位時間內的入射功率及反射功率進行采樣并取平均值，以作為該單位時間內的入射功率及反射功率。

可選的，所述單位時間越短越好。

相應地，本發明還提供一種微波爐，該微波爐包含上述微波爐控制設備。

通過上述技術方案，可對微波爐的輸出微波功率進行定量的檢測，而通過對輸出微波能量的檢測，能夠實現微波輸出的精確控制。另外，通過采用本發明的微波爐，可無需設置烹飪時間，自動在累計輸出的微波能量達到待加熱食物所需吸收的能量的情況下，控制所述微波爐停止加熱，實現智能化的烹飪控制。

本發明實施例的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明實施例的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明實施例，但并不構成對本發明實施例的限制。在附圖中：

圖1為本發明一實施例提供的微波爐的結構示意圖；以及

圖2為本發明一實施例提供的微波爐控制方法的流程圖。

附圖標記說明

110 入射功率檢測裝置 120 發射功率檢測裝置

130 控制裝置 200 微波源

具體實施方式

以下結合附圖對本發明實施例的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明實施例，并不用于限制本發明實施例。

圖1為本發明一實施例提供的微波爐的結構示意圖。如圖1所示，本發明一實施例提供了微波爐，該微波爐包含微波源200及微波爐控制設備。所述微波源可以是1個或多個，用于產生在2.4GHz～2.5GHz之間的微波信號。所述微波爐控制設備包含：入射功率檢測裝置110，用于檢測所述微波爐的入射功率；反射功率檢測裝置120，用于檢測所述微波爐的反射功率；以及控制裝置130，例如可為微控制器MCU，用于執行以下操作：確定所述微波爐內待加熱食物所需吸收的能量；控制所述微波爐對所述待加熱食物進行加熱；根據所述入射功率及反射功率，計算所述微波爐累計輸出的微波能量；以及在所述累計輸出的微波能量達到所述待加熱食物所需吸收的能量的情況下，控制所述微波爐停止加熱。當然，上述微波爐還包含其他部件，諸如微波加熱腔室、電源、旋轉工作臺等等，但鑒于這些部件與發明的主旨關聯不大，故于此不再贅述。

通過上述技術方案，可對微波爐的輸出微波功率進行定量的檢測，而通過對輸出微波能量的檢測，能夠實現微波輸出的精確控制。另外，通過采用本發明的微波爐，可無需設置烹飪時間，自動在累計輸出的微波能量達到待加熱食物所需吸收的能量的情況下，控制所述微波爐停止加熱，實現智能化的烹飪控制。

所述控制裝置130可根據以下公式確定所述微波爐內待加熱食物所需吸收的能量：

Q＝cmΔt

其中，Q為待加熱食物所需吸收的熱量；c為所述待加熱食物的比熱容；Δt為所述待加熱食物的溫升；及m為所述待加熱食物的重量。

單位重量的負載(水、或不同的食物等)，因為特定負載的比熱容是固定的，負載的初始溫度一般為常溫(25℃，或放在冰箱內的溫度)，加熱結束的溫度也和負載種類有關。因此可以計算出在加熱到一定溫度時，單位重量的負載所需要吸收的熱量。另一方面，在微波爐中，入射到腔體中的微波幾乎全部被負載吸收轉化為熱量(少部分微波為腔體和空氣吸收)，因此只要控制微波爐輸出的微波能量，等于所要加熱的負載升到一定溫度所需要的熱量即可完成烹飪。

對于上述待加熱食物的種類(例如，水、牛奶、米飯、肉類等等)，可通過操縱微波爐上的按鍵而人工輸入，亦可由微波爐內的攝像頭進行拍攝并由控制裝置進行圖像識別來確定，還可由微波爐內的攝像頭進行拍攝并發送至遠端服務器、之后由該遠端服務器識別確認待加熱食物的種類回傳至微波爐。所述控制裝置在得知待加熱食物的種類之后，可根據該種類確定其比熱容，例如其內可預先存儲有一反映食物種類與比熱容之間的對應關系的表，其可通過查找該表而得知待加熱食物的比熱容。對于上述待加熱食物的重量，可通過操縱微波爐上的按鍵而人工輸入，亦可由安裝至微波爐工作旋轉臺上的重量傳感器感測確定。所述待加熱食物的溫升可根據待加熱食物的初始溫度及期望加熱至的溫度計算得出，而待加熱食物的初始溫度可假設為常溫25攝氏度、或者剛從冰箱內取出時的溫度，例如2～3攝氏度，期望加熱至的溫度可人為輸入、亦可假定為一慣常值，比如對于牛奶而言，一般可期望被加熱至50攝氏度左右。

所述控制裝置可根據以下公式確定所述微波爐累計輸出的微波能量：

累計輸出的微波能量＝(單位時間內的入射功率之和-單位時間內的反射功率之和)×加熱時間

所述單位時間內的入射功率之和指代所述微波爐內所有微波源單位時間內的輸出功率之和，所述單位時間內的反射功率之和指代所有所述微波源單位時間內接收到從腔體反射回來的功率之和。

由于微波爐的輸出功率可能會因各種原因(例如，環境溫升、電壓波動等)影響而出現波動，因此可以對單位時間內(如10秒或5秒，可以更短)的入射、反射功率進行采樣平均，再計算單位時間內輸出的能量，然后將每個單位時間內的輸出能量累加。單位時間越短，采樣的功率越貼近實際功率值，計算的輸出能量會更準確。

現以具有兩個微波源的半導體微波爐加熱1kg水為例(按照一般情況從常溫加熱到沸騰)對本發明的技術方案進行說明。

1)首先設置負載為水，重量為1kg，啟動半導體微波爐。

2)計算加熱水所需要的熱量。常溫水25℃，加熱至沸騰100℃；水的重量是1kg，水的比熱容是4.2×103J/(kg＊℃)；則加熱這1L水所需要的熱量為Q＝4.2×103×1×(100-25)J＝3.15×105J。

3)控制裝置130控制微波源輸出指定功率，該指定功率可根據人為調節，例如需要大火力快速加熱時則輸出較大的功率，需要小火力慢慢加熱時則輸出較小的功率。

4)控制裝置130不斷的讀取入射功率檢測裝置110及反射功率檢測裝置120檢測到的數據，并將單位時間內讀取回來的入射、反射功率數據做平均，然后乘與單位時間，得到單位時間內輸出的微波能量，然后累加求出累計輸出的微波能量。

5)判斷累計輸出的微波能量，如果該累計輸出的微波能量大于或等于Q，則結束烹調；否者繼續執行上述步驟4)。

圖2為本發明一實施例提供的微波爐控制方法的流程圖。如圖2所述，本發明一實施例提供的微波爐控制方法包括：

步驟S210，確定所述微波爐內待加熱食物所需吸收的能量。

其中，根據以下公式確定所述微波爐內待加熱食物所需吸收的能量：

Q＝cmΔt

其中，Q為待加熱食物所需吸收的熱量；c為所述待加熱食物的比熱容；Δt為所述待加熱食物的溫升；及m為所述待加熱食物的重量。

步驟S220，控制所述微波爐對所述待加熱食物進行加熱。

步驟S230，檢測所述微波爐的入射功率。

步驟S240，檢測所述微波爐的反射功率。

步驟S250，根據所述入射功率及反射功率，計算所述微波爐累計輸出的微波能量；在所述累計輸出的微波能量達到所述待加熱食物所需吸收的能量的情況下，執行步驟S260，否則繼續指向上述步驟230-250。

可根據以下公式確定所述微波爐累計輸出的微波能量：

累計輸出的微波能量＝(單位時間內的入射功率之和-單位時間內的反射功率之和)×加熱時間

所述單位時間內的入射功率之和指代所述微波爐內所有微波源單位時間內的輸出功率之和；所述單位時間內的反射功率之和指代所有所述微波源單位時間內接收到從腔體反射回來的功率之和。

步驟S260，控制所述微波爐停止加熱。

需要說明的是，上述微波爐控制方法的具體細節及益處可參閱上述針對微波爐控制設備的描述，于此不再贅述。另外，上述方法所涉及的步驟的執行順序并不限于流程圖所示，還可為其他的順序，例如檢測所述微波爐的入射功率以及檢測所述微波爐的反射功率這兩個步驟可以是同時進行的，確定所述微波爐內待加熱食物所需吸收的能量僅需在將該所需吸收的能量與微波爐累計輸出的微波能量進行比較之前執行即可。

以上結合附圖詳細描述了本發明例的可選實施方式，但是，本發明實施例并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明實施例的技術構思范圍內，可以對本發明實施例的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明實施例的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本發明實施例對各種可能的組合方式不再另行說明。

本領域技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，該程序存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一個(可以是單片機，芯片等)或處理器(processor)執行本申請各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

此外，本發明實施例的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明實施例的思想，其同樣應當視為本發明實施例所公開的內容。